科研进展

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亮文解读 | 黄土高原水土保持与生态保护高质量发展途径

发布时间:2021-12-08 发布人:唐静月 浏览次数:6153

农业水资源

Agriculture & Water

 Volume 8 · Number 4 · December 2021
 

论文ID

High quality developmental approach for soil andwater conservation and ecological protection on the Loess Plateau
黄土高原水土保持与生态保护高质量发展途径
期刊名称:Frontiers of Agricultural Science and Engineering(FASE)
发表年份 : 2021年
第一作者 : 邓蕾
通讯作者 : 上官周平
图片 : shangguan@ms.iswc.ac.cn
作者单位 : 西北农林科技大学水土保持研究所

  Cite this article :  

Lei DENG, Zhouping SHANGGUAN. HIGH QUALITY DEVELOPMENTAL APPROACH FOR SOIL AND WATER CONSERVATION ANDECOLOGICAL PROTECTION ON THE LOESS PLATEAU. Front. Agr. Sci. Eng., 2021, 8(4): 501‒511 https://doi.org/10.15302/J-FASE-2021425
 

 · 文章亮点 · 

1. 黄土高原是我国重要的生态屏障,本文综述了黄土高原水土保持与生态治理的成效、困难和对策建议。
2. 破解“三生空间”协同发展难题,亟需深入研究黄土高原生态治理,科学制定治理规划和生态产业化路径。
3. 开发黄土高原绿水青山提质增效与乡村振兴关键技术与示范模式,是贯彻落实“绿水青山就是金山银山”理论和习近平生态文明思想的关键途径。
 

 ·Graphical abstract· 

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 · 前 言 · 

       黄土高原是中华文明的重要发祥地,是我国重要的能源基地和生态屏障,是世界上水土流失最严重的地区之一,也是我国水土保持和生态建设的重点地区。随着黄河流域生态保护和高质量发展战略的实施,如何根据新时期黄土高原的生态资源禀赋和社会经济发展目标,因地制宜地规划水土保持与生态高质量发展蓝图与实施路线图,对于贯彻落实“绿水青山就是金山银山”理论和习近平生态文明思想至关重要。本文拟通过分析黄土高原水土保持与生态治理成效和存在的主要困难,开发黄土高原绿水青山提质增效与乡村振兴关键技术与示范模式,并提出黄土高原水土保持与生态治理的对策建议,为该区域的绿色发展与习近平生态文明建设提供科技支撑。
 

 · 研究内容 · 

黄土高原水土保持与生态治理成效

新中国成立以来,黄土高原生态治理经历了从坡面治理、沟坡联合治理、小流域综合治理、退耕还林还草,到实施生态保护和高质量发展等几个阶段(图1),在区域生态建设、恢复生态功能方面成效显著。
 

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图1 黄土高原的生态建设历程
 

1. 植被覆盖恢复成效显著,实现了区域生态良性发展态势。实施退耕还林还草政策以来,黄土高原实现了林草植被大幅度增加和地表景观由黄到绿的转变(图2)。黄土高原植被盖度由1999年的31.6%提高到了2019年的63.6%。黄土高原生态环境状况呈现出“总体改善,局部好转”的良性发展态势。
 

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图2 陕西延安吴起退耕还林还草工程实施前后植被覆盖变化
 

2. 水土流失得到有效控制,入黄泥沙显著减少。2000年以来,黄土高原土壤侵蚀强度整体上呈现下降趋势,入黄泥沙量由70年代中期16亿吨/年减至现在的平均2亿吨/年(图3)。水土保持治理等人类活动对水沙变化的影响程度逐渐增强,而降雨的作用则随之相对减弱。

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图3 黄河潼关站实测年输沙量
 

3. 产业结构不断优化,耕地生产能力明显提升。黄土高原生态条件复杂,农业生产类型多样,在长期探索中形成了一系列成效显著的农业发展模式,有效实现了高产高效农业,基本保证了该区域的粮食供应。例如: 黄土高原地区玉米平均产量由1949年的1050 千克/公顷提高到目前的6000 千克/公顷(图4)。
 

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图4 黄土高原近70年玉米产量变化及其主要技术途径
 

4. 乡村基本实现脱贫致富,“三生”空间不断优化。黄土高原退耕还林还草政策与农业结构调整、城镇化同步推进,促进了农业生产专业化、剩余劳动力非农化发展,农民增收渠道有所扩展,取得了明显的生态效益、经济效益和社会效益,区域“三生”空间得到优化。
 

黄土高原水土保持和生态治理存在的主要困难
黄土高原经过近几十年的生态环境治理,当前面临着脆弱生态环境仍未根本改变,灾害风险呈现加重趋势,民生保障仍然十分薄弱,绿色发展面临巨大挑战等问题。
1. 区域脆弱的生态环境仍未根本改变。黄土的自然特性,造就了黄土高原严重的水土流失和地质灾害风险。虽有阶段性生态治理成效,但局部水土流失仍然严重。如:黄河中游粗泥沙集中来源区面积仅占黄土高原总面积的2.9%,但产沙量占到黄河来沙总量的22%。
2. 灾害风险依然较为严重。黄土高原滑坡、崩塌、不稳定斜坡、地裂缝等地质灾害致灾体十分普遍,特别是极端气候引发的洪灾和干旱会进一步加剧。黄土高原大中型病险坝占淤地坝总数的2/3以上,淤地坝风险随极端气候频增而加剧,严重制约区域生态安全。
3. 植被稳定性仍面临巨大挑战。大规模人工植被建设导致土壤水过度消耗,促进土壤干层发育,引发“小老头树”甚至林木枯死现象。植被建设已达到水土资源的阈值,影响区域水资源可持续利用。如何继续恢复和维持目前林草植被状况是未来面临的重大挑战。
4. 农业综合生产能力较低。黄土高原土地生境较为脆弱,水土资源分布不协调,同时,耕地中以旱地居多,土地利用粗放,产出率低;缺乏统筹规划,重用轻养,高强度利用引起了质量退化,致使部分区域水土流失和次生盐渍化严重,耕地质量等别总体水平偏低。
 
黄土高原绿水青山提质增效与乡村振兴关键技术与示范

1. 黄土高原绿水青山健康评估与提质增效技术示范。初步形成以绿水青山健康评估与区划、绿水青山提质增效技术、产业扶贫富民决策支持系统平台为支持的区域生态高质量发展模式(图5),有效地解决黄土风沙区生态建设由变绿、保绿到增绿、用绿的升级发展问题。
 

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图5 黄土风沙区绿水青山健康评估与提质增效技术示范
 

2. 黄土高原生态系统固碳效益评价与提升途径。科学评估了黄土高原退耕还林还草工程的固碳现状和固碳潜力(图6),提出了提高生态系统固碳能力的技术和途径,如:林下施肥、乡土树种更替、构建立体配置造林技术、适度放牧和轮牧、抚育间伐、草地灌木移除等(图7),有效地提升了黄土高原地区的生态系统的固碳能力。

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图6 黄土高原退耕还林还草工程的固碳现状和固碳潜力
 

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图7 黄土高原生态系统固碳能力提升途径

 

开展黄土高原生态治理的对策建议

1. 设立黄土高原生态治理与绿色发展试验示范区,引领黄河流域生态保护;2. 推进黄土高原生态综合治理工程,创新生态治理技术体系;3. 实施绿水青山提质增效工程,聚焦生态衍生产业,加快区域生态文明与乡村振兴进程;4. 全面强化水土保持监测监督,创新黄土高原生态治理体制机制。
 

 · 文章链接· 

原文链接:https://journal.hep.com.cn/fase/EN/10.15302/J-FASE-2021425